CN209215026U - 一种废气中硫酸雾采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废气中硫酸雾采样装置，所述装置包括采样管、冷凝池、温控系统、吸收单元、缓冲瓶、干燥器、气体流量计和抽气泵；所述采样管出口经连接管与吸收单元入口连通，吸收单元的出口经连接管与缓冲瓶入口连通，缓冲瓶出口经连接管与干燥器入口连通，干燥器出口经连接管与抽气泵连接，且干燥器与抽气泵的连接管上设置有气体流量计。本实用新型所述装置可以对硫酸雾中的硫酸液滴、三氧化硫及颗粒物中可溶性硫酸盐进行准确采集，在废气含水量较高的情况下，确保提高采集效率和测定的准确性。

Description

一种废气中硫酸雾采样装置

技术领域

本实用新型涉及环境监测技术设备领域，具体涉及一种废气中硫酸雾采样设备。

背景技术

硫酸雾也被称之为酸雾，通常指大量密集的硫酸微粒在大气中弥漫，形成的硫酸气溶胶。硫酸雾来源于直接生产或使用硫酸的装置设备，也来自以石油和煤为原料及燃料的设备烟气。硫酸雾排放到环境中会造成大气污染，是酸雨形成的主要原因。硫酸雾对皮肤、呼吸道等组织有强烈的刺激和腐蚀作用，可引起结膜炎、角膜混浊、失明、呼吸困难、支气管炎、肺气肿等疾病。大气中硫酸雾污染严重危害大众健康，破坏生态环境，已经成为环境治理和环境监测的重要项目之一。

硫酸雾极易吸附在颗粒物上形成硫酸盐，鉴于我国环境中颗粒物含量较高，因此现行国标方法（HJ 544-2016）中定义硫酸雾的测定包括硫酸小液滴、三氧化硫及颗粒物中可溶性硫酸盐。专利CN205593828U公开了一种硫酸雾提取采样装置，包括发生器、提取器和空气净化管，提取器包括塔体和塔口，塔体内置滤膜，塔口通过三通管与发生器和空气净化管相连接，空气净化管一端设有进气口，发生器内插有进气管。专利中测定对象仅为硫酸，而且吸收瓶吸收不彻底，使用二乙胺提取效率不佳，使用分光光度法，显色剂和显色时间对测定结果影响较大，不能代表污染源的实际排放情况。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种废气中硫酸雾采样装置，对废气中硫酸雾中包含的硫酸小液滴、三氧化硫和颗粒物中可溶性硫酸盐进行有效采集，特别是在含水量较高的情况下，保证采集效率和测定结果的准确性。

本实用新型提供一种废气中硫酸雾采样装置，所述装置包括采样管、冷凝池、温控系统、吸收单元、缓冲瓶、干燥器、气体流量计和抽气泵；所述采样管出口经连接管与吸收单元入口连通，吸收单元的出口经连接管与缓冲瓶入口连通，缓冲瓶出口经连接管与干燥器入口连通，干燥器出口经连接管与抽气泵连接，且干燥器与抽气泵的连接管上设置有气体流量计。

本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置中，所述采样管进气口端设置滤筒。

本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置中，所述采样管的外壁和内壁之间的夹层内设有加热装置，所述加热装置与温控系统连接，由温控系统控制采样管和滤筒的加热温度，所述加热装置可以为电加热装置。

本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置中，所述温控系统可以采用现有温控装置中的任一种，优选的所述温控系统包括两组温控器，可分别通过温控器界面上的调节按键设定控制温度，一组温控器与采样管的加热装置连接，控制采样管的加热温度，另一组温控器与冷凝池连接，控制冷凝池的制冷温度。

本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置中，所述吸收单元包括一个以上的吸收瓶，优选设置两个吸收瓶，两个吸收瓶经连接管以串联的方式连通。所述吸收瓶内装有氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液浓度为10mmol/L~70mmol/L，优选为20mmol/L~40mmol/L。

本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置中，所述吸收单元中的吸收瓶置于冷凝池内，所述冷凝池内装有冰水，具有制冷和保温功能；所述冷凝池与温控系统连接，由温控系统控制冷凝池的温度。

本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置中，所述干燥器内装填有活性炭或变色硅胶，用于保护后端的抽气泵。

本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置中，所述抽气泵的出气口与大气连接；所述抽气泵的流量为1L/min~50L/min，优选为5L/min~30L/min。

本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置中，所述连接管为硅胶软管或聚四氟乙烯软管，口径为3mm~15mm，优选为5mm~10mm，进气端和出气端连接处均通过快速接头密闭连接。

本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置中，所述滤筒为可更换式设计，所述滤筒为玻璃纤维滤筒或石英纤维滤筒。

本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置中，所述吸收单元中的吸收瓶由高硼硅玻璃或石英玻璃材质制成。

本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置中，所述加热采样管内壁材质为304不锈钢、316不锈钢或石英玻璃。

本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置中，所述温控系统控制采样管内壁和滤筒的加热温度不低于废气温度，所述温控系统控制冷凝池的温度不高于0℃。

与现有技术相比，本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置具有如下优点：

1、本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置，通过将采样管内壁和滤筒加热到预先设置的温度，可以确保废气中的成分不会因为温度的变化而在采样管管壁内部凝结，同时防止管路吸附废气中的各种化学组份，减少样品损耗；所述滤筒可以有效捕集废气中的颗粒物样品；所述串联的吸收瓶在冰水浴的条件下，通过吸收液能够充分吸收废气中可过滤的气相硫酸雾，包括硫酸小液滴和三氧化硫。

2、本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置通过滤筒和两个串联的吸收瓶进行三级提取采样，同时利用温控系统控制采样管和冷凝池的温度，对废气中硫酸雾中包含的硫酸小液滴、三氧化硫和颗粒物中可溶性硫酸盐进行有效采集，特别是在含水量较高的情况下，保证采集效率和测定结果的准确性。

3、本实用新型所述的废气中硫酸雾采样装置具有结构简单，操作便捷，制作方便等特点，通过替换串联的吸收瓶和吸收液成分，还可以用于测定废气中二氧化硫、氯化氢、氟化氢、乙醛等其它物质的含量。

附图说明

图1是本实用新型所述废气中硫酸雾采样装置的结构示意图。

其中，1-采样管；2-冷凝池；3-温控系统；4-A吸收瓶；5-B吸收瓶；6-缓冲瓶；7-干燥器；8-气体流量计；9-抽气泵；10-滤筒；11-电加热装置；12-1#连接管；13-2#连接管；14-3#连接管；15-4#连接管；16-5#连接管。

具体实施方式

下面结合附图对本本实用新型所述废气中硫酸雾采样装置做进一步的详细说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“置于”、“相连”、“连接”、“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供了一种废气中硫酸雾采样装置，所述装置包括采样管1、冷凝池2、温控系统3、吸收单元（包括A吸收瓶4和B吸收瓶5）、缓冲瓶6、干燥器7、气体流量计8和抽气泵9；所述采样管1的进气口端装有滤筒10，滤筒10为玻璃纤维滤筒，在采样前经过恒重处理，放入采样管1进气口端的滤筒腔内，用于过滤采集废气中的颗粒物样品；所述采样管1的外壁和内壁之间的夹层内设有电加热装置11，所述电加热装置11与所述温控系统3连接，由温控系统3控制采样管1和滤筒10的加热温度；所述采样管1的出气端通过1#连接管12与A吸收瓶4连接，A吸收瓶4通过2#连接管13与B吸收瓶5串联；串联的A吸收瓶4和B吸收瓶5内装有氢氧化钠吸收液或氢氧化钾吸收液，并置于冷凝池2内的冰水浴中，所述冷凝池2与温控系统3连接，由温控系统3控制冷凝池的温度；所述B吸收瓶5的出气端通过3#连接管14与缓冲瓶6连接；所述缓冲瓶6通过4#连接管15与干燥器7连接；所述抽气泵9通过5#连接管16与干燥器7连接；5#连接管16上设置有气体流量计8，用于监测气体采样流量。

本实用新型废气中硫酸雾采样装置的具体使用过程如下：按照图1所示连接本实用新型的采样管1、冷凝池2、温控系统3、吸收单元（包括A吸收瓶4和B吸收瓶5）、缓冲瓶6、干燥器7、气体流量计8和抽气泵9，将滤筒10装入采样管1的进口端，将吸收液装入A吸收瓶4和B吸收瓶5中，堵住采样管1的进口，启动抽气泵9检漏，直至确认装置内部气密性完好。开启温控系统3，通过温控器界面上的调节按键分别设定采样管1和冷凝池2的控制温度。温度达到设定值后，将采样管1放入烟道中进行采样。采样结束后将采样管1从烟道中取出，收集滤筒和吸收液，然后后续可以进行分析处理。

在本实用新型的一些实施例中，装好滤筒10的加热采样管1通过温控系统3的控制加热，在确保采样管温度不低于待测废气的温度后，将采样管1插入到废气排气筒的采样孔中，使加热采样管1的进气口置于采样断面的中心点，正对气流，然后按照颗粒物等速采样原理抽取待测废气。

在本实用新型的一些实施例中，串联的A吸收瓶4和B吸收瓶5均装入氢氧化钠溶液，并置于冷凝池2的冰水浴中，通过温控系统3的控制保证冷凝池2内的温度不高于0℃。

在本实用新型的一些实施例中，废气经过加热采样管1依次进入串联的A吸收瓶4和B吸收瓶5；A吸收瓶4和B吸收瓶5由高硼硅玻璃材质制成；A吸收瓶4的进气口直达吸收瓶的底部，B吸收瓶5的进气口直达吸收瓶的底部，用于吸收采集废气中的硫酸、三氧化硫。

在本实用新型的另一些实施例中，废气经过串联的冲击式吸收瓶的吸收采集后，进入缓冲瓶6，缓冲瓶6由高硼硅玻璃材质制成，用于收集溶液吸收后产生的水汽和雾滴，防止吸收液由于气流冲击进入抽气泵9而造成损坏。

在本实用新型的另一些实施例中，废气经过缓冲瓶6进入干燥器7，干燥器7内为变色硅胶，用于吸收废气中剩余的水汽，保护抽气泵9不受损坏。

在本实用新型的另一些实施例中，加热采样管1的外壁和内壁为304不锈钢材质，夹层内为均匀分布的电加热装置，确保加热采样管1的内壁加热均匀。

在本实用新型的另一些实施例中，1#连接管、2#连接管、3#连接管、4#连接管和5#连接管为聚四氟乙烯软管，各个连接处均通过快速接头密闭连接，确保整个采样系统密封不漏气。

在本实用新型的又一个实施例中，采样结束后，将采样所得的滤筒10从滤筒腔中取出，并与A吸收瓶4中的吸收液样品合并，使用超声波萃取法或加热浸出法提取采集的颗粒物中可溶性硫酸盐，进行过滤、定容处理；将采样所得的B吸收瓶5中的吸收液取出，进行过滤、定容处理；处理后的样品使用离子色谱法或分光光度法进行分析测定，全部检测结果即为硫酸雾的测定结果。

本实用新型的废气中硫酸雾的采样设备，结构简单，便于操作，选择性好，采样具有代表性，特别是在含水量较高的情况下，采样效率优异。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种废气中硫酸雾采样装置，其特征在于所述装置包括采样管、冷凝池、温控系统、吸收单元、缓冲瓶、干燥器、气体流量计和抽气泵；所述采样管出口经连接管与吸收单元入口连通，吸收单元的出口经连接管与缓冲瓶入口连通，缓冲瓶出口经连接管与干燥器入口连通，干燥器出口经连接管与抽气泵连接，且干燥器与抽气泵的连接管上设置有气体流量计。

2.按照权利要求1所述的废气中硫酸雾采样装置，其特征在于：所述采样管进气口端设置有滤筒。

3.按照权利要求1所述的废气中硫酸雾采样装置，其特征在于：所述采样管外壁和内壁的夹层内设有加热装置，所述加热装置与温控系统连接，由温控系统控制采样管和滤筒的加热温度。

4.按照权利要求3所述的废气中硫酸雾采样装置，其特征在于：所述加热装置为电加热装置。

5.按照权利要求1所述的废气中硫酸雾采样装置，其特征在于：所述吸收单元包括一个以上的吸收瓶。

6.按照权利要求1所述的废气中硫酸雾采样装置，其特征在于：所述吸收单元设置两个吸收瓶，两个吸收瓶经连接管以串联的方式连通。

7.按照权利要求6所述的废气中硫酸雾采样装置，其特征在于：所述吸收单元中的吸收瓶置于冷凝池内，所述冷凝池内装有冰水，所述冷凝池与温控系统连接，由温控系统控制冷凝池的制冷温度。

8.按照权利要求1所述的废气中硫酸雾采样装置，其特征在于：所述干燥器内装填有活性炭或变色硅胶。

9.按照权利要求1所述的废气中硫酸雾采样装置，其特征在于：所述抽气泵的出气口与大气连接。

10.按照权利要求1所述的废气中硫酸雾采样装置，其特征在于：所述连接管为硅胶软管或聚四氟乙烯软管，进气端和出气端连接处均通过快速接头密闭连接。

11.按照权利要求2所述的废气中硫酸雾采样装置，其特征在于：所述滤筒为可更换式设计，所述滤筒为玻璃纤维滤筒或石英纤维滤筒。